Pada tahun 1845, astronom Inggris Lord Ross menemukan seluruh kelas nebula tipe spiral. Sifat mereka didirikan hanya pada awal abad kedua puluh. Para ilmuwan telah membuktikan bahwa nebula ini adalah sistem bintang besar yang mirip dengan Galaksi kita, tetapi jaraknya jutaan tahun cahaya darinya.
Informasi umum
Galaksi spiral (foto dalam artikel ini menunjukkan fitur strukturnya) terlihat seperti sepasang piring yang ditumpuk atau lensa bikonveks. Mereka dapat mendeteksi piringan bintang besar dan lingkaran cahaya. Bagian tengah, yang secara visual menyerupai pembengkakan, biasa disebut tonjolan. Dan pita gelap (lapisan buram dari medium antarbintang) yang membentang di sepanjang piringan disebut debu antarbintang.
Galaksi spiral biasanya dilambangkan dengan huruf S. Selain itu, mereka biasanya dibagi menurut tingkat strukturnya. Untuk melakukan ini, huruf a, b atau c ditambahkan ke karakter utama. Dengan demikian, Sa sesuai dengan galaksi dengan yang terbelakangstruktur spiral, tetapi dengan inti yang besar. Kelas ketiga - Sc - mengacu pada objek yang berlawanan, dengan inti yang lemah dan cabang spiral yang kuat. Beberapa sistem bintang di bagian tengah mungkin memiliki jumper, yang biasa disebut bar. Dalam hal ini, simbol B ditambahkan ke penunjukan. Galaksi kita adalah tipe menengah, tanpa jumper.
Bagaimana struktur piringan spiral terbentuk?
Bentuk berbentuk piringan datar dijelaskan oleh rotasi gugus bintang. Ada hipotesis bahwa selama pembentukan galaksi, gaya sentrifugal mencegah kompresi dari apa yang disebut awan protogalaksi dalam arah tegak lurus terhadap sumbu rotasi. Anda juga harus menyadari bahwa sifat pergerakan gas dan bintang di dalam nebula tidak sama: gugus yang menyebar berotasi lebih cepat daripada bintang tua. Misalnya, jika kecepatan rotasi karakteristik gas adalah 150-500 km/s, maka bintang halo akan selalu bergerak lebih lambat. Dan tonjolan yang terdiri dari objek tersebut akan memiliki kecepatan tiga kali lebih rendah dari disk.
Gas bintang
Miliaran sistem bintang yang bergerak dalam orbitnya di dalam galaksi dapat dianggap sebagai kumpulan partikel yang membentuk sejenis gas bintang. Dan yang paling menarik, sifatnya sangat mirip dengan gas biasa. Konsep seperti "konsentrasi partikel", "kepadatan", "tekanan", "suhu" dapat diterapkan padanya. Analog dari parameter terakhir di sini adalah energi rata-ratapergerakan bintang yang "kacau". Dalam piringan berputar yang dibentuk oleh gas bintang, gelombang jenis spiral dengan kerapatan penghalusan-kompresi yang dekat dengan gelombang suara dapat merambat. Mereka mampu berlari mengelilingi galaksi dengan kecepatan sudut konstan selama beberapa ratus juta tahun. Mereka bertanggung jawab untuk pembentukan cabang spiral. Pada saat kompresi gas terjadi, proses pembentukan awan dingin dimulai, yang mengarah pada pembentukan bintang aktif.
Ini menarik
Dalam sistem halo dan elips, gas bersifat dinamis, yaitu panas. Dengan demikian, pergerakan bintang-bintang di galaksi jenis ini menjadi kacau. Akibatnya, perbedaan rata-rata antara kecepatan mereka untuk objek yang dekat secara spasial adalah beberapa ratus kilometer per detik (dispersi kecepatan). Untuk gas bintang, dispersi kecepatan biasanya 10-50 km/s, masing-masing, "derajat" mereka terasa dingin. Diyakini bahwa alasan perbedaan ini terletak pada masa-masa yang jauh itu (lebih dari sepuluh miliar tahun yang lalu), ketika galaksi-galaksi Alam Semesta baru saja mulai terbentuk. Komponen bola adalah yang pertama terbentuk.
Gelombang spiral disebut gelombang kerapatan yang berjalan di sepanjang piringan yang berputar. Akibatnya, semua bintang dari galaksi jenis ini, seolah-olah, dipaksa keluar ke cabang-cabangnya, lalu keluar dari sana. Satu-satunya tempat di mana kecepatan lengan spiral dan bintang bertepatan adalah apa yang disebut lingkaran corotation. Omong-omong, di sinilah matahari berada. Untuk planet kita, keadaan ini sangat menguntungkan: Bumi ada di tempat yang relatif tenang di galaksi, sebagai akibatnya, selama miliaran tahun tidak terlalu terpengaruh oleh bencana skala galaksi.
Fitur galaksi spiral
Tidak seperti formasi elips, setiap galaksi spiral (contohnya dapat dilihat pada foto yang disajikan dalam artikel) memiliki keunikan tersendiri. Jika tipe pertama dikaitkan dengan ketenangan, stasioneritas, stabilitas, maka tipe kedua adalah dinamika, angin puyuh, rotasi. Mungkin itu sebabnya para astronom mengatakan bahwa kosmos (alam semesta) sedang "beringas". Struktur galaksi spiral mencakup inti pusat, dari mana lengan (cabang) yang indah muncul. Mereka secara bertahap kehilangan garis luar mereka di luar gugus bintang mereka. Penampilan seperti itu tidak bisa tidak dikaitkan dengan gerakan yang kuat dan cepat. Galaksi spiral dicirikan oleh berbagai bentuk serta pola cabangnya.
Bagaimana galaksi diklasifikasikan
Meskipun keragaman ini, para ilmuwan mampu mengklasifikasikan semua galaksi spiral yang dikenal. Kami memutuskan untuk menggunakan tingkat perkembangan lengan dan ukuran intinya sebagai parameter utama, dan tingkat kompresi memudar ke latar belakang sebagai tidak perlu.
Sa
Edwin P. Hubble menetapkan galaksi spiral yang memiliki cabang terbelakang ke kelas Sa. Cluster seperti itu selalu memiliki inti yang besar. Seringkali pusat galaksi dari kelas tertentuadalah setengah ukuran seluruh cluster. Objek-objek ini dicirikan oleh ekspresi yang paling sedikit. Mereka bahkan dapat dibandingkan dengan gugus bintang elips. Paling sering, galaksi spiral Semesta memiliki dua lengan. Mereka terletak di tepi berlawanan dari nukleus. Cabang-cabangnya terlepas dengan cara yang simetris dan serupa. Dengan jarak dari pusat, kecerahan cabang berkurang, dan pada jarak tertentu mereka tidak terlihat sama sekali, hilang di daerah perifer cluster. Namun, ada benda yang tidak memiliki dua, tetapi lebih banyak lengan baju. Benar, struktur galaksi seperti itu cukup langka. Bahkan lebih jarang lagi adalah nebula asimetris, ketika satu cabang lebih berkembang daripada yang lain.
Sb dan Sc
Subkelas Edwin P. Hubble Sb memiliki lengan yang jauh lebih berkembang, tetapi mereka tidak memiliki konsekuensi yang kaya. Inti yang terasa lebih kecil dari spesies pertama. Subkelas ketiga (Sc) dari gugus bintang spiral mencakup objek dengan cabang yang sangat berkembang, tetapi pusatnya relatif kecil.
Apakah kelahiran kembali mungkin?
Para ilmuwan telah menemukan bahwa struktur spiral adalah hasil dari gerakan bintang yang tidak stabil, yang dihasilkan dari kompresi yang kuat. Selain itu, perlu dicatat bahwa, sebagai suatu peraturan, raksasa panas terkonsentrasi di lengan dan massa utama materi difus - debu antarbintang dan gas antarbintang - menumpuk di sana. Fenomena ini juga bisa dilihat dari sudut lain. Tidak ada keraguan bahwa gugus bintang yang sangat padat selama evolusinyatidak dapat lagi kehilangan derajat kompresinya. Oleh karena itu, transisi yang berlawanan juga tidak mungkin. Akibatnya, kami menyimpulkan bahwa galaksi elips tidak dapat berubah menjadi spiral, dan sebaliknya, karena kosmos (Alam Semesta) diatur seperti itu. Dengan kata lain, kedua jenis gugus bintang ini bukanlah dua tahap yang berbeda dari perkembangan evolusi tunggal, tetapi sistem yang sama sekali berbeda. Setiap jenis tersebut adalah contoh jalur evolusi yang berlawanan karena rasio kompresi yang berbeda. Dan karakteristik ini, pada gilirannya, tergantung pada perbedaan rotasi galaksi. Misalnya, jika sistem bintang menerima rotasi yang cukup selama pembentukannya, ia dapat berkontraksi dan mengembangkan lengan spiral. Jika tingkat rotasi tidak mencukupi, maka galaksi akan kurang terkompresi, dan cabang-cabangnya tidak akan terbentuk - itu akan menjadi bentuk elips klasik.
Apa lagi perbedaannya
Ada perbedaan lain antara sistem bintang elips dan spiral. Jadi, jenis galaksi pertama, yang memiliki tingkat kompresi rendah, dicirikan oleh sejumlah kecil (atau tidak adanya sama sekali) materi difus. Pada saat yang sama, kelompok spiral dengan tingkat kompresi tinggi mengandung partikel gas dan debu. Para ilmuwan menjelaskan perbedaan ini dengan cara berikut. Partikel debu dan partikel gas bertabrakan secara berkala selama pergerakannya. Proses ini tidak elastis. Setelah tumbukan, partikel-partikel kehilangan sebagian energinya, dan sebagai hasilnya, mereka secara bertahap mengendap menjaditempat di sistem bintang yang energi potensialnya paling kecil.
Sistem terkompresi tinggi
Jika proses yang dijelaskan di atas terjadi dalam sistem bintang yang sangat padat, maka materi difus akan mengendap di bidang utama galaksi, karena di sinilah tingkat energi potensial paling rendah. Di sinilah partikel gas dan debu dikumpulkan. Selanjutnya, materi difus memulai pergerakannya di bidang utama gugus bintang. Partikel bergerak hampir sejajar dalam orbit melingkar. Alhasil, tabrakan di sini cukup jarang terjadi. Jika mereka benar-benar terjadi, maka kehilangan energi dapat diabaikan. Oleh karena itu, materi tidak bergerak lebih jauh ke pusat galaksi, di mana energi potensialnya bahkan lebih rendah.
Sistem terkompresi lemah
Sekarang perhatikan bagaimana perilaku galaksi ellipsoid. Sistem bintang jenis ini dibedakan oleh perkembangan yang sama sekali berbeda dari proses ini. Di sini, bidang utama sama sekali bukan wilayah yang diucapkan dengan tingkat energi potensial yang rendah. Penurunan kuat pada parameter ini hanya terjadi di arah pusat gugus bintang. Dan ini berarti debu dan gas antarbintang akan tertarik ke pusat galaksi. Akibatnya, kepadatan materi difus di sini akan sangat tinggi, jauh lebih tinggi daripada hamburan datar dalam sistem spiral. Partikel debu dan gas yang terkumpul di tengah akumulasi di bawah aksi gaya tarik-menarik akan mulai menyusut, sehingga membentuk zona kecil materi padat. Para ilmuwan menyarankan bahwa dari masalah ini di masa depanbintang baru mulai terbentuk. Hal lain yang penting di sini - awan kecil gas dan debu, yang terletak di inti galaksi yang terkompresi lemah, tidak memungkinkan dirinya untuk dideteksi selama pengamatan.
Tahap Menengah
Kami telah mempertimbangkan dua jenis utama gugus bintang - dengan tingkat kompresi yang lemah dan yang kuat. Namun, ada juga tahap menengah ketika kompresi sistem berada di antara parameter ini. Dalam galaksi seperti itu, karakteristik ini tidak cukup kuat untuk materi difus menumpuk di sepanjang bidang utama gugus. Dan pada saat yang sama, partikel gas dan debu tidak cukup lemah untuk terkonsentrasi di wilayah inti. Dalam galaksi seperti itu, materi difus berkumpul menjadi bidang kecil yang berkumpul di sekitar inti gugus bintang.
Galaksi terlarang
Subtipe lain dari galaksi spiral diketahui - ini adalah gugus bintang dengan sebuah batang. Fiturnya adalah sebagai berikut. Jika dalam sistem spiral konvensional lengan keluar langsung dari inti berbentuk cakram, maka pada tipe ini pusatnya terletak di tengah jembatan lurus. Dan cabang-cabang dari cluster semacam itu dimulai dari ujung segmen ini. Mereka juga disebut galaksi spiral bersilangan. Omong-omong, sifat fisik jumper ini masih belum diketahui.
Selain itu, para ilmuwan telah menemukan tipe lain dari gugus bintang. Mereka dicirikan oleh inti, seperti galaksi spiral, tetapi mereka tidak memiliki lengan. Kehadiran inti menunjukkan kompresi yang kuat, tetapisemua parameter lain menyerupai sistem ellipsoidal. Cluster seperti itu disebut lenticular. Para ilmuwan berpendapat bahwa nebula ini terbentuk sebagai akibat dari hilangnya materi difus oleh galaksi spiral.
